Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Математика. Часть 1

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
24.11.2025
Размер:
2.43 Mб
Скачать

11

 

 

y

 

1

 

18. 2x 1

 

 

dx 2 y

 

dy 0

;

 

 

 

 

x2

 

x

 

19.3 x2 e y

x3e y

1 y'

 

0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20. 3x sin y

 

1 dx

 

 

 

 

 

x

 

 

cos y 3 dy 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arcsin y 2 ye 2x

dx

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2 x dy

0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 y

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

4

 

 

 

 

3 xy

2

sin y dy 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

22.

y

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23. ctg y

2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 y

3

 

 

 

 

 

 

 

 

d x

 

sin

2

y

 

 

 

d y 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24.

arctg y

 

 

 

2 d x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

1 y

2

 

 

arctg x d y 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x arcsin 2 y 3y e

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

 

 

 

 

 

 

3x

 

3x

 

 

 

 

 

 

 

 

;

25.

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d y 0

 

 

 

 

 

 

 

 

1 4 y

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26.

cos 2 y

6 x dx 1 x sin 2 y

 

 

dy 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

arctg x

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27.

y2

 

 

 

 

 

 

 

2 x y

dy

0

;

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28. cos 2 y

8 x d x

 

2 x sin 2 y dy

0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29.

3 x 2

y

 

 

 

 

dx cos y x3

 

 

dy 0

;

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30.sin 2 y d x 2 x cos 2 y 2e 2 y dy 0 .

Задание 3.4

Найти общее решение дифференциальных уравнений, допускающих понижение порядка:

12

а)

1. 1 x2 y 2xy x3 ;

 

 

 

 

 

 

2 y

 

0 ;

2. y ctg2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

3. y tg5x 5y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

4. y th7x 7 y

 

 

 

 

 

 

 

5. xy 2 y 0 ;

 

 

 

 

 

6. xy y 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

7. y x ln x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. tgx y 2 y ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. xy

y

 

x 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1;

 

 

 

 

10. y tgx y

 

 

 

 

 

 

11. x5 y

x4 y 1;

 

 

12. xy y x 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

13. y cth2x 2 y

 

 

 

 

14. xy y x 0;

15. y''

 

y '

 

x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16. y''

 

y'

 

 

tg

 

y'

;

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17. 1 x 2

 

y''

 

 

y '

2 1 0;

18. y''

y'

tg x sin 2 x ;

19. 2 x y' y''

 

 

y' 2

5 ;

20. y'' x ln x y ' ;

 

 

 

 

21. y''

x ln x y' ;

 

 

 

 

22. x y'' y' x sin

 

y'

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

13

23.y'' y' x ;

24.y'' ex 1 y' 0 ;

25.xy y e x x2 ;

26.xy y ;

27.1 x2 y'' 2 x y ' x3 ;

28.y'' x y' x2 0 ;

29.xy'' y' x 1 ;

30.1 x 2 y'' x y ' 2 .

б)

1.y y3 36 0 ;

2.y 2sin y cos3 y 0 ;

3.y y3 25 0 ;

4.y 32 y3 ;

5.y 128 y3 ;

6.y 32sin ycos3 y 0 ;

7.y 18sin y cos3 y 0 ;

8.4 y3 y y 4 16 ;

9.y 72 y3 ;

10.4 y3 y y 4 1;

11.y 32sin3 ycos y ;

12.4 y3 y 16 y 4 1;

13.y 8sin3 ycos y ;

14.y 18sin3 ycos y ;

15.y '' y3 49 0 ;

16.y y'' - y' 2 y' 3 0 ;

14

17. y''

1 y 2 ;

18.1 y' 2 2 y y'' ;

19.y y'' y' 2 0 ;

20.y'' ctg y 2 y' 2 ;

21. y''

 

3

y' 2

0 ;

 

y

1

 

 

22.y'' 1 -2y y' 2 0 ;

23.y ' 2 2 y y' 0 ;

24.y y'' y' 2 0 ;

25.y'' tg y - 2 y' 2 0 ;

26.y'' ctg y 3 y' 2 ;

27.2 y y'' y 2 y' 2 ;

28.y '' y3 1;

29.2 y y'' 1 y' 2 ;

30.y y'' - y' 2 y y' ln y .

Задание 3.5

Решить задачу Коши линейного однородного ДУ с постоянными

коэффициентами:

1.

y

 

 

3y

 

2y 0 ,

y 0 1,

y 0 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

y

 

2 y

 

y 0 ,

y 0 4 ,

 

;

 

 

 

 

y

0 2

 

3.

y

 

2 y

 

8y 0 ,

y 0 4 ,

 

 

;

 

 

 

y

0 4

4.

y

 

4 y

 

4 y 0,

y 0 3 ,

 

 

 

 

 

 

y

0 1;

5.

y

 

5y

 

4 y 0 ,

y 0 1,

 

 

 

 

 

 

y

0 1;

 

15

6. y

 

6 y

 

9 y 0 ,

 

y 0 0,

 

;

 

 

 

y 0 2

7. y

 

y

 

2 y 0 ,

 

 

y 0 0,

 

;

 

 

 

 

y 0 3

8. y

 

14 y

 

49 y 0 ,

 

y 0 1,

 

;

 

 

 

 

y 0 8

9. y

 

4 y

 

3y 0 ,

 

y 0 2 ,

 

;

 

 

 

y 0 6

10.

y

 

12 y

 

36 y

0

,

y 0 1,

 

;

 

 

y 0 2

11.

y

 

10 y

 

25y

0

,

y 0 0,

 

 

 

 

y 0 6 ;

12.

y

 

 

5y

 

 

6 y 0 ,

 

y 0 1,

 

;

 

 

 

 

 

y 0 2

13.

y

 

 

8y

 

 

16y 0 ,

 

y 0 0,

 

;

 

 

 

 

 

y 0 5

14.

y

 

 

3y

 

 

0 ,

 

 

y 0 1,

 

;

 

 

 

 

 

 

y 0 2

15.

y

 

 

6 y

 

 

9 y 0 ,

 

y 0 2 ,

 

 

 

 

 

 

y 0 1;

16.

y

 

 

3y

 

 

4 y 0 ,

 

y 0 1,

 

 

 

 

 

 

 

y 0 1;

17.

y

 

14 y

 

49 y

0

,

y 0 1,

 

 

 

 

y 0 1;

18.

y

 

 

8y

 

7 y 0 ,

 

y 0 6 ,

 

;

 

 

 

 

y 0 2

19.

y

 

 

8y

 

16y 0 ,

 

y 0 1,

 

;

 

 

 

 

y 0 3

20.

y

 

 

2 y

 

 

3y 0 ,

 

y 0 2 ,

 

;

 

 

 

 

y 0 2

21.

y

 

10 y

 

25y

0

,

y 0 1,

 

;

 

 

y 0 7

22.

y

 

9 y 0 ,

 

 

y 0 2 ,

 

;

 

 

 

y 0 6

23.

y

 

 

6 y

 

 

8y 0,

 

y 0 0,

 

 

 

 

 

 

y 0 1;

24.

y

 

 

2 y

 

 

3y 0,

 

y 0 8 ,

 

;

 

 

 

 

y 0 0

25.

y

 

 

7 y

 

 

10 y 0 ,

 

y 0 0,

 

 

 

 

 

 

y 0 1;

26.

y

 

 

3y

 

 

2 y 0 ,

 

y 0 1,

 

;

 

 

 

 

 

y 0 2

27.

y

 

12y

 

36y

0

,

y 0 0,

 

 

 

 

y 0 3 ;

28.

y

 

y 0 ,

 

 

y 0 0,

 

 

 

 

 

y 0 1;

29.

y

 

 

4 y

 

 

0 ,

 

 

y 0 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

y 0 4 ;

16

30.

y

 

5y

 

6 y 0

,

y 0 1,

 

 

 

y 0 6 .

Задание 3.6

а) Найти общее решение линейного неоднородного ДУ с постоянными

коэффициентами:

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

y

y

ex

1 ;

 

 

3.

y y e2 x

cos ex ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e 2 x

 

5.

y

4 y

4 y x3 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e x

 

7.

y

2 y

y x ;

 

 

9.y 4 y 4 y e2 x ;

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

y

3y

2 y ex 1

;

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

y

y ex 3 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

y

5 y

6 y e2 x 1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2 x

 

 

 

17.

y

3y

2 y 1

e2 x

 

 

;

 

 

 

 

19.y y 2 x ex ;

x3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

21. y

y 4

x x x ;

 

23. y 2 y y ex ; x

25. y 2 y y 3e x 1 x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3e3x

 

2. y

y

2 y e2 x

1 ;

 

 

4. y y e2 x sin ex ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2e3 x

 

6. y

4 y

3y

ex

1;

 

 

8. y y ex cos ex ;

10.

y y e x sin e x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex

 

 

 

 

 

 

 

12.

y

y

e2x

1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex

 

14.

y

2 y

y

sin2 x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e3 x

 

16.

y

6 y

9 y

1 x ;

 

 

 

y

2 y y

 

 

ex

18.

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 x2

20.y 2 y y x2 2x 2 ;

x3

 

 

 

 

 

 

e x

 

22.

y

2 y

y cos2 x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

e x

 

 

24.

y

2 y

y sin2 x

;

 

 

26.

y 4 y 4 y e 2 x ln x ;

17

 

 

 

 

 

 

e3x

 

 

 

 

 

 

 

 

e2 x

 

27.

y

3y

2 y e2 x 1 ;

28.

y

4 y

4 y x2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

x

 

 

 

 

 

2ex

 

 

 

 

2 y

y x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29.

y

e ;

30.

y

y ex 1 .

 

 

 

 

 

б) Найти общее решение линейного неоднородного ДУ с постоянными коэффициентами и специальной правой частью:

1.

y 2 y y e x ;

2.

y 3y 9x ;

3.

y 2 y y e2 x ;

4.

y 3y 2 y x2 1;

5.

y y x2 2x ;

6.

y 2 y ex x2 x 3 ;

7.

y 4 y x 1;

8.

y 4 y 3y x 1;

9.

y y xex ;

10. y 5 y 4 y 8x2 4x 14 ;

11.

y 4 y 3y 25sin x ;

12.

y y 2 y ex ;

13.

y y 2x 4 ;

14.

y 3y 10 y xe 2 x ;

15.

y 4 y 8x3 ;

16. y 3y 2 y sin x 7cos x ;

17.

y 5 y 4 y 4x2 e2 x ;

18.

y y x2 x 1;

19.

y y 2 y 3xex ;

20.

y 3y 10 6x ;

21.

y 2 y 3y e4 x ;

22.

y 5y 6 y 13sin3x ;

23.

y 7 y 12 y x ;

24.

y 2 y 4x 4 e2 x ;

25.

y y 2 y 8sin 2x ;

26.

y 6 y 8 y 14e2 x ;

27.

y 8y 7 y 14 ;

28.

y 3y 2 y x cos x ;

29.

y 4 y 3y e2 x ;

30.

y 4 y 4 y xe2 x .

Задание 3.7

Решить систему дифференциальных уравнений двумя способами:

18

а) с помощью характеристического уравнения;

б) сведением к обыкновенному дифференциальному уравнению второго порядка:

 

 

5x1 8x2

1.

x1

 

 

3x1 3x2

 

x2

 

 

5x1 2x2

3.

x1

 

 

x1 6x2

 

x2

 

 

2x1

5.

x1

 

 

x2

 

x2

 

 

x1 4x2

7.

x1

 

 

x1 x2

 

x2

 

 

2x1 3x2

9.

x1

 

 

x1

 

x2

 

 

 

7x1 3x2

11. x1

 

 

 

x1 5x2

 

x2

 

 

 

3x1 x2

13. x1

 

 

 

x1 3x2

 

x2

 

 

 

3x1 x2

15. x1

 

 

 

8x1 x2

 

x2

 

 

 

2x1 3x2

17. x1

 

 

 

5x1 4x2

 

x2

 

 

 

x1 8x2

19. x1

 

 

 

x1 x2

 

x2

 

 

 

4x1 8x2

21. x1

 

 

 

8x1 4x2

 

x2

 

 

 

x1 x2

23. x1

 

 

 

4x1 4x2

 

x2

 

 

8x1 3x2

2. x1

 

 

2x1 x2

x2

 

 

6x1 x2

4. x1

 

 

 

3x1 2x2

x2

 

 

 

2x1 x2

6. x1

 

 

3x1 4x2

x2

 

 

x2

8. x1

 

 

 

x1

x2

 

 

 

x1 x2

10.

x1

 

 

 

 

4x1 x2

 

x2

 

 

 

5x1 4x2

12.

x1

 

 

 

 

4x1 5x2

 

x2

 

 

 

6x1 3x2

14.

x1

 

 

 

 

8x1 5x2

 

x2

 

 

 

5x1 8x2

16.

x1

 

 

 

 

3x1 3x2

 

x2

 

 

 

x1 2x2

18.

x1

 

 

 

3x1 4x2

 

x2

 

 

 

 

x1 2x2

20.

x1

 

 

 

 

3x1 6x2

 

x2

 

 

 

x1 5x2

22.

x1

 

 

 

x1 3x2

 

x2

 

 

 

4x1 2x2

24.

x1

 

 

 

4x1 6x2

 

x2

19

 

 

x1 2x2

 

 

x1 4x2

25.

x1

26.

x1

 

 

4x1 5x2

 

 

2x1 3x2

 

x2

 

x2

 

 

2x1 x2

 

 

3x1 2x2

27.

x1

28.

x1

 

 

6x1 3x2

 

 

2x1 8x2

 

x2

 

x2

 

 

2x1 x2

 

 

4x1 x2

29.

x1

30.

x1

 

 

3x1 2x2

 

 

x1 4x2

 

x2

 

x2

Задание 3.8

1.Два шахматиста играют между собой матч из двух партий. Вероятность выигрыша в каждой партии первым из них равна 0,6. Какова вероятность,

что он выигрывает: а) только одну партию; 2) хотя бы одну партию.

2.Два стрелка произвели по одному выстрелу по мишени с вероятностью p1 = 0,6, p2 = 0,7. Найти вероятность: а) только одного попадания; б) хотя бы одного попадания.

3.Вероятности преодолеть планку для двух прыгунов равны p1 = 0,8, p2 = 0,7

соответственно. Найти вероятность того, что: а) только один из них возьмет высоту; б) хотя бы один из них возьмет высоту.

4.Автомобильный номер состоит из четырех цифр. Найти вероятность того,

что номер встречного автомобиля содержит: а) три пятёрки подряд; б) три пятёрки.

5.К месту пожара направлены две команды, которые могут успеть к тушению своевременно с вероятностями p1 = 0,9, p2 = 0,8. Какова вероятность потушить пожар, если для этого: а) достаточно одной команды; б) необходимы обе команды.

6.Два самолета выпускают в цель по одной ракете с вероятностями попадания p1=0,8, p2=0,9. Найти вероятность поражения цели: а) двумя ракетами; б)

только одной ракетой.

7.Прибор состоит из трех независимо друг от друга функционирующих блоков А, В, С с вероятностями безотказной работы Р(А)=0,9, Р(В)=0,8, Р(С)=0,7.

20

Найти вероятность безотказной работы прибора, если для этого необходимо функционирование блока А и хотя бы одного из блоков В, С.

8.Вероятности выполнения месячного плана двумя цехами предприятия равны p1=0,9, p2=0,7. Полагая, что цеха работают независимо друг от друга, найти вероятности того, что: а) только один цех выполнит план; б) хотя бы один цех выполнит план.

9.Участок электрической цепи состоит из последовательно соединенных элементов А, В с вероятностями выхода из строя р1= 0,1, р2= 0,2. Элемент В дублируется с помощью параллельно включенного ему элемента С (р3 = 0,2).

Найти вероятность безотказной работы участка: а) при отсутствии элемента С; б) при его наличии.

10.Два орудия выпускают в цель по одному снаряду с вероятностями попадания p1 = 0,6, p2 = 0,7. Найти вероятность того, что в цель попадет: а) только один снаряд; б) хотя бы один снаряд.

11.Болезни А и В имеют одинаковые симптомы, обнаруженные у больного.

Вероятности заболеваний равны Р(А) = 0,3, Р(В) = 0,5. Считая, что человек может приобрести болезни независимо одну от другой найти вероятность того, что больной болен: а) только одной из болезней; б) хотя бы одной болезнью.

12.Каждая из двух команд по 5 спортсменов проводит жеребьевку для присвоения номеров. Два брата входят в состав разных команд. Найти вероятность того, что братья получат: а) номер 4; б) одинаковый номер.

13.Прибор содержит два одинаковых независимо функционирующих блока с вероятностями безотказной работы 0,8. Найти вероятность того, что безотказно будет работать: а) только один блок; б) хотя бы один блок.

14.База отправила товар в два магазина. Вероятность своевременной доставки в каждый из них равна 0,8. Найти вероятность того, что своевременно получит товар: а) только один магазин; б) хотя бы один магазин.

15.Рейсовый катер может опоздать вследствие двух независимых причин:

плохой погоды и неисправности оборудования. Вероятность плохой погоды